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Mai
2020
APRS über Satelliten und KV (Theorie und Praxis)
15:17

APRS über Satelliten und KV (Theorie und Praxis)

11 Mai 2020 15:17

Ich möchte auf dieser Seite alle Informationen über die Verwendung für die Übertragung der Repiter -APRS -Pakete an Bord der ISS (International Space Station) und anderer funktionierender Satellites (PSAT) sammeln.

Einführung

An Bord der Internationalen Raumstation wurde ein Radiosender kenwood d710 installiert, der mit dem Anrufzeichen RS0ISS arbeitete.
Es arbeitet an Bord der ISS im automatischen Modus des Digitalrelais APRS. Modulation - AFSK 1200 bps, Frequenz 145,825 MHz. Wenn sich die ISS in direkter Sichtbarkeit befindet, kann das Amateur -Radio das APRS -Paket an Bord der ISS übertragen, auf die andere Funkamateure antworten können. Die Verbindung wird gezählt, wenn das Paket über die ISS -Karte zurückgezogen wurde - ein Symbol * wird der APRS -Nachricht hinzugefügt - ein Zeichen des Relais.

Umlaufbahnen der ISS

Die Berechnung der Zeit der zukünftigen Umlaufbahnen für Ihre Siedlung kann in Linux im Programm durchgeführt werdengpredict
Oder auf der Website https://www.amsat.org/track/index.php.

Für die Arbeit verwende ich Xastir + SoundModem -Programme, wie im vorherigen Artikel geschrieben. Im Vergleich zum Boden APR 144.800 sind die Änderungen in den Einstellungen wie folgt.

Xastir -Einstellungen für APRS via ISS

Um die ISS in Xastir im Schnittstellenmenü durchzuarbeiten, müssen Sie eine zweite Schnittstelle hinzufügen - eine Kopie von zuvor für 144.8 konfiguriert.

Schnittstellen )

In der zweiten Schnittstelle (die während der ISS -Span eingeschaltet ist) müssen Sie die Felder bearbeiten:
*Das erste Feld "Weg" ersetzen den üblichen Wert von breit 2-2 durch ariss .

  • Geben Sie in den Kommentaren Ariss an (beachten Sie selbst, dass die Schnittstelle für die ISS ist).
    Detaillierte Schnittstelleneinstellungen )
    Kommentare :
    1. Der Pfad kann zwei Werte enthalten, z. B. ariss, psat , aber der Paket -Retransaver auf der ISS verwendet nur den ersten Wert - d. H. Ariss. Je länger der Weg ist, desto längerer Übertragung ist es besser, den Weg auf die kürzeste mögliche zu reduzieren.
    2. Meiner Meinung nach werden Daten aus den Foren von QRZ.com, ISS nicht beantwortet Wenn sie angegeben sind "rs0ISS" oder - dieser fehlerhafte Wert funktioniert nicht. Es ist auch sinnlos, das Wort APRS voranzutreiben, beispielsweise APRS, Ariss - zusätzliche Zeichen im Vordergrund der Spurzeile und die Arbeit nicht verbessern.

Der ISS-Repiter selbst wird sein Anrufzeichen RS0ISS und ein Sternchen (*) in eine umständliche Nachricht der Kosmos-Erde ersetzen. Das "Sternchen" -Symbol bedeutet, dass das Paket akzeptiert und aus der ISS zurückgerufen wurde.

Sie müssen Ihr Rufzeichen und das Quadrat in die Nachricht selbst eingeben. Zum Beispiel wie folgt: "Frank, FM19SX".

Die Häufigkeit der APRS Retraress ISS - 145,825 (Reserve 437,550 MHz wird zu diesem Zeitpunkt nicht verwendet).

Paket -Funkkommunikationsverfahren über die ISS

Nachrichten für die ISS sind in Gruppen unterteilt:

  1. GPS -Koordinaten über APRS. ("Gps lighthouses") ohne den Adressaten anzugeben. Offen.
  2. Text APRS CONTACTIONS FÜR QSO. Wie z. B. gerichtete Herausforderungen zu: Call . - empfohlen .
  3. Nicht APRS -Nachricht - Zum Beispiel ein reguläres Paket, das aus dem Terminal gesendet wurde, z. B. BBS ( nicht empfohlen)
  4. Office -APRS -Nachrichten (direkte Anfrage der Station) - Nicht empfohlen. Beispiele für solche Nachrichten:? Aprst? Egate

Am einfachsten ist es, seine Koordinaten zum Zeitpunkt des ISS -Flugs ( Schnittstelle - jetzt zu übertragen! ) GPS -Koordinatenpositionen - sie werden über die ISS wiederholt und auf der Karte anderer Funkamateure angezeigt.

Genauerer - Rufen Sie an, indem Sie Nachrichten wie unten geschrieben übertragen:

Regeln für QSO mit APRS -Nachrichten

Allgemeine Herausforderung

Nachrichten an alle: Im Feld rufen Sie Geben Sie den Text an cq an.
Call-CQ

Oder geben Sie im Feld call ein bestimmtes Anrufzeichen ( Anweisungsaufruf ) an, beispielsweise Rz1pvt.
Direkt

Der Text der Nachricht ist willkürlich. Sie können ein Quadrat oder ein QTH und einen Namen angeben, KO59, op. Vladimir .. ..

Die Antwort auf den Anruf

Geben Sie im Feld call das Anrufzeichen des Korrespondents im Nachrichtenfeld (Text) an - jede Antwort mit einer Länge von bis zu 40 Zeichen in englischer Sprache. Es ist zu beachten, dass je länger die Nachricht, desto höher die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, wenn sie aufgrund eines schwachen Pegels oder QSB (Zeichen des Signals) dekodiert ist.

Beispiele für kurze Antwortnachrichten:
Hallo von SPB
**
TNX 59 73 GL **
73 de call, cu **

Die Rufzeichen zu den offiziellen Feldern von und nach sowie die Koordinaten der Station sind automatisch am Xastir- und Soundmodem -Programm am APRS -Paket angebracht.

Überprüfen der Paketrelais

Die Pakete, die zurückgelegt werden, sollten vom Empfänger wahrgenommen und vom Programm dekodiert werden. Wie bei der üblichen digitalen Relais sollte nach Ihrem Paket das Rauschen folgen - die Reaktion der Raumstation. Dann erscheint Ihr Paket mit einem Sternchen , was bedeutet, dass es von der Station auf den Boden zurückgezogen wurde.

Pakete für erfasste ISS (ISS) können auf Websites überprüft werden:
http://www.ariss.net/
http://www.findu.com/cgi-bin/ariss/index.cgi

Casting für die ISS

Die Flugbahn der ISS -Bewegung am Himmel hängt hauptsächlich von geografischer Breite ab

Lo53ac KO59CT

Da die Stadt St. Petersburg 60 Grad nördlicher Breite hat, hat die Höhe der ISS über dem Horizont nicht mehr als 23 Grad.

Momente der Stationspassage (UTC -Zeit) können durch QTH -Lokomotor bestimmt werden
*https://www.amsat.org/track/index.php

Berechnung des Energiebudgets der Spur

Diese Berechnung ist nicht erforderlich, wenn sich herausstellt, dass sie mit einfachen Antennen und beiden Seiten der Taschen funktioniert.
In meinem Fall stellten sich unerwartete Schwierigkeiten heraus - die ISS hört nicht und ist schlecht gehört, obwohl KSV = 1,1.

(Berechnung, wenn durch den Sender verstärkt (Yaga -Antenne 3 Elemente) g = 7 dBI, vom Empfänger G = 0 dBI):

Verluste im freien Raum 600 km 1800 km 2200 km
124 db 134 db 136 db
Die auf der Empfangsseite erhaltene Kraft 600 km 1800 km 2200 km
-80 dbm -90 dbm -92 dbm

Die durchschnittliche Signalleistung auf der Empfangsseite von -90 dBm.

S-Meter-Messwerte auf der Empfangsseite 600 km 1800 km 2200 km
S9+10 S9 S9

GPREDICT -Verlustschwächung (Pfadverlust) - von 139 bis 132 dB sind im selben Bereich (134 ... 136 dB Durchschnittswert) enthalten.
Verluste

Die S -Meter -Messwerte (bei einer 10 -W -Senderleistung) sollten S9 sein (was bei einer anderen Frequenz festgestellt wurde - 145,800 Sprachstaffeln, Fernsehabteilungen mit Schulkindern). Dies wird jedoch nicht beobachtet.

SCHLUSSFOLGERUNG : 3 Elemente von Uda Yaga sollten für die Kommunikation mit der ISS (Ariss, RS0iss) "vom Horizont zu Horizont" ausreichen.

Die gleiche Berechnung für den Stift Bodenebene 145,82 MHz (Stärkung ist schlechter als Yaga bei 5 dB. Verluste im Kabel weitere 2 dB)
Es reicht aus, von den zuvor erhaltenen Ergebnissen von 7 dB zu subtrahieren. Es stellt sich heraus

600 km 1800 km 2200 km
131 db 141 db 143 db
-96 dbm -106 dbm -108 dbm
S8 S7 S7

Daher sollte der ISS-Earth-Link in der Theorie auch auf dem üblichen GP-Pin funktionieren, eine Kraft von 10 Watt mit einem Niveau von S8, d. H. Ziemlich laut.
In der Praxis geschieht dies nicht im Jahr 2020. Entweder die Antenne auf der ISS "dummen" oder eine erhöhte Schwelle der Empfindlichkeit des Empfängers oder reduzierte die Leistung des Paket -APRS -Radiosenders?

Praktische Messungen der Paketkommunikation der ISS auf 2 und 5 Elementen von UDA Yaga.

  • Vertikale Polarisation - S4 ... S6.
  • Horizontale Polarisation - S4 ... S6.
    In der vertikalen Polarisation hörte ich etwas lauter auf dem Boden des Punktes.
    Es gibt keine Frage nach einem Niveau des S9 mit der ISS im Jahr 2020!

Die Gründe für das Versagen der Arbeit durch die ISS, meiner Meinung nach:

  1. сигнал слишком слаб. Неподходящая мощность и антенны для данного бюджета линка, Напряженность поля быстро убывает с удалением до космической станции (в квадрате расстояния).
  • Das leistungsstärkste ISS -Signal (ISS) - beim Durchlaufen von Zenith. Sie können die Antenne verwenden - beispielsweise einen horizontalen Dipol, uda -yagi 2 Elemente oder eine Drehantenne.
  • Auf der Höhe der Raumstation von 90 bis 60 Grad über dem Horizont gemäß Berichten aus dem Internet können GPS -Koordinaten von tragbaren Radiosendern bis hin zu Standard -"-Gummi -Antennen mit einer geringen Kapazität von 5W übertragen. Zum Beispiel auf Yaesu FT-2DR/DE, Kenwood Th-D74 mit integriertem APRS-GPS-Tracker.
  • In der Höhe über dem Horizont von 60 bis 30 Grad müssen Sie bei mittleren Entfernungen 10 dB hinzufügen, um die elementaren Antennen der Pin-3-5-Antennen (g = 8-12 dBI) von festem (45 °) oder variabler Höhe zu erhöhen. Die erforderliche Leistung beträgt die gleichen 10 Watt.
  • In einer Höhe von 30 bis 10 Grad beginnt die ISS aufgrund der Entfernung und hört Ihr Signal schlechter, Sie müssen weitere 2 dB für das Programm hinzufügen. Erhöhen Sie beispielsweise die Leistung 2-3-mal auf 20 ... 30 Watt. Für die Einnahme ist ein niedriger Verstärker (Mush) mit einem Rauschkoeffizienten NF = 0,5 dB sehr wünschenswert. Antenne - 6-8 Elemente.
  • Auf dem Höhepunkt der ISS von 10 bis 0 Grad können lokale Hindernisse (Multi -Storey -Gebäude) eingreifen. Wir brauchen eine Vorstadtposition mit dem Aussehen des Horizontes von West nach Ost.

    1. некорректная настройка поля PATH (формирует путь UNPROTO) - необходимо указывать только ARISS или RS0ISS. Всевозможные WIDE2-2, RELAY, ~~SGATE - ошибочные значения.
    2. широкая модуляция вместо узкой. Не настроена девиация частоты. Важно тщательно подобрать ширину модуляции AFSK постепенно уменьшая громкость на компьютере до тех пор, пока сигнал не станет высокочастотным и звонким на слух. На WebSDR можно наблюдать при этом, что сигнал состоит из множества тонких линий, то есть чёткий, а не размазанный. Местный ретранслятор должен отвечать на посылки с первого раза.
    3. слишком длинное сообщение декодировалось с ошибками.
    4. не выполнена коррекция доплеровского сдвига частоты на передаче (хотя отклонение частоты от 145.825 небольшое +2кГц в начале и -2кГц в конце, возможно ухудшение связи в начале и конце витка из-за эффекта Доплера).
    5. Потери в кабелях на передающей и приёмной стороне без использования МШУ (LNA) приводят к ухудшению приёма.
    6. Сложная ситуация с помехами на южной стороне дома, в месте установки наземной станции для приёма МКС (перегрузка приемника от внеполосных излучений, нехватка динамического диапазона, эффект снижения чувствительности приёмника).
    7. Несбалансированный сигнал APRS по нижнему тону 1200 Гц и верхнему 2200 Гц - неравномерность АЧХ. Например, нехватка или избыток высоких частот.

    Links:

  • Modellierungsverbindung, Planung des Budgets der Funkkommunikation:
  • Berechnung von Verlusten (DB), wenn sie im Weltraum verteilt ist -https://www.pasternack.com/t-calculator-fspl.aspx
  • Link -Budget -Berechnung - siehe https://www.pasternack.com/t-calculator-link-budget.aspx
  • Übertragung der DBM -Empfangsmacht in Abteilungen der Empfangsskala der S -Einheit -https://www.giangandi.org/electronics/radio/smeter.shtml

Üben

Auf der gerichteten Antenne 3 der Elemente von UDA -Yagi ist das Signal mit einem Satellit über dem Horizont eine Höhe von 5 bis 10 Grad S4 (die Polarisation ist vertikal oder horizontal - sie spielt keine Rolle) für 5 Elemente - nicht höher als S6.
Das Niveau der S -Meter 4 Punkte entspricht der Leistung von –123 dBm, obwohl die ISS theoretisch unter solchen Bedingungen bei -108 dBm selbst auf dem "Pin" -GP zu hören ist. Auf derselben Antenne, einem kurzen Yagi 144/433 MHz, höre ich die Satelliten der XW-2B und XW-2C bis zu 5 Punkte im S-Meter. Die XW-2B-Kapazität beträgt 20 dBm (Decibel-Millivatt-DBM) oder 100 mW in der Erdungsanalyse. Die Kapazität des APRS-Radiosenders an der ISS bei 145,825 war, nach Hörbarkeit sogar weniger als der XW-2B. Weniger als 0,1 Watt. Der Empfang ist ähnlich - vielleicht an Bord der ISS verwenden Sie einen 15-20 dB Dämpfungsmittel? Gleiches gilt auf dem Foto vom Telegrammkanal der ISS, aus dem Foto "auf dem Tisch, bevor sie Kenwood Aprs senden" APRS. Aber das sind nur meine Vermutungen, die Kraft von 145,825 MHz tatsächlich im Jahr 2020, niemand hat geäußert.


Andere APRS -Satelliten

Satellitennummer -44 - funktioniert nicht.

Satellit PSAT - APRS APRS MAP PSAT ( nein -84 ) bei einer Frequenz von 145,825 MHz,
die Höhe über dem Horizont in St. Petersburg - bis zu 10 Grad (Fliegen in den südlichen Breiten und über dem Äquator).

APRS: Verwenden Sie unterwegs den PCSAT -Text. Sie können den Text ariss pcsat ausprobieren.
Die Leistung des Senders PSAT beträgt nur 300 MW.
Im Falle eines Verlustes im Freiraum 130 ... 140 dB und der angegebenen Leistung beträgt die Feldstärke an der Empfangsstelle -100 ...- 110 dBm oder etwa S7 Punkte.

Quellen:


Links zu Artikeln und APRS -Foren über ISS:

  • [http://www.aprs.org/ariss.html.(http://www.aprs.org/ariss.html) - Einführend.
  • https://amsat-uk.org/begegers/how-to-mo-the-on-ops-packet-radio/-Leitfaden für den Anfang 7.
  • https://www.amsat.org/wordpress/wp-content/uploads/2014/01/amsat_journal_iss_packet.pdf - Artikel vom Amsat Magazine.
  • [https://www.fars.k6ya.org/docs/aprs_via_iss.pdf.(https://www.fars.k6ya.org/docs/aprs_via_iss.pdf) - Aprs via iss
  • [http://forum.vhfdx.ru/sputniki/aprs-cherez-mks-i-sputniki/0 Resesshttp://forum.vhfdx.ru/sputniki/aprs-cherez-i-sputniki/)-APRS-APRS-APRS Through satellites.
  • [http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?1624-mks-via-prs3(http://www.cqham.ru/forum/showthead.php?1624-mks-via-prs) ist das Hauptthema des Hauptthemas.
  • [http://forum.vhfdx.ru/sputniki/no-84-(psat) /15/15/3//forum.vhfdx.ru/Sputniki/no-84- (PSAT)/15/)-Thema über No-84
  • [https://stationproject.blog/2019/04/20/sat40-nart5-new-
  • [http://www.aprs.org/doc/aprs101.pdf.(hettp://www.aprs.org/doc/aprs101.pdf) - Beschreibung des APRS -Protokolls.

über die Arbeit in den KV -Bereichen 20 und 30 Meter

Bei kurzen Wellen verwendet APRS dieselbe AFSK -Modulation, aber die Geschwindigkeit 300 Bod und den Abstand zwischen dem Lager 200 Hz . Sie können alle Töne verwenden, die 200 Hz abgelöst werden. Zum Beispiel 1600 und 1800 Hz wird eine genauere Stimmung am Transceiver mit einem Einstellungsgriff durchgeführt.

Aufgrund der niedrigen Sonnenaktivität ermöglicht die schlechte Passage es, Ihre Koordinaten zu übertragen oder Funkkommunikation mithilfe eines Repiter an einfache Antennen durchzuführen.

APRS -Frequenzen auf kurzen Wellen 10147.6 , 10.149.2 , 14.098,3 kgz . Genauer gesagt können Sie die Übertragungsfrequenz mit dem WebDR -Empfänger anpassen und Ihr Signal an die Signale anderer Radioamateur -Radioamateure anpassen.

Guter APRS -Leitfaden zu kurzen Wellen:

  • [https://www.qsl.net/g6gvi/digimodes/hfapers.html.(https://www.qsl.net/gvi/digimodes/hfapers.html)

P.S. Nach der Veröffentlichung dieses Artikels fand ich auf AMSAT, dass "mehr als ein Problem" mit APRS über ISS:
*https://www.amsat.org/pipermail/amsat-bb/2020-may/077599.html

Die Antworten empfehlen, die Qualität der AFSK -Formation zu überprüfen - angeblich der Diskriminator des Kenwood -Th -D710 -Apparats an Bord der ISS nimmt die AFSK 1200 -Signale nicht mit betonten Hochfrequenzen (bevorzugt "flache" Signale). In meinem Fall fließt nur der Klang in der Katzenschnittstelle durch den Kondensator, der höher sein kann als die sogenannte Präsika.
Im Falle eines Bodenvertriebs 144.800 spielt dies keine Rolle, aber die APRS Digi ISS war wählerischer.



Verwandte Veröffentlichungen